一种算法开源的基于FPGA技术的手持式虚拟测试测量设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种算法开源的基于FPGA技术的手持式虚拟测试测量设备，其包括采集模块以及控制模块，并在该两个模块中使用具有可重复配置能力的第一可配置处理单元以及第二可配置处理单元，而将部分本由计算机处理的软件算法，交付例如FPGA的第一与第二可配置处理单元处理，大大解放了处理器负担，同时保持了虚拟仪器灵活、易于开发的特点，并且，在控制模块中采用人机界面作为人机交互平台，可以在上面运行Android系统，把虚拟测试测量设备手持化。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测控装置，特别是涉及一种应用在虚拟仪器领域的算法开源的基于FPGA技术的手持式虚拟测试测量设备。
技术介绍
虚拟仪器技术是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。虚拟仪器是由计算机硬件资源和用于数字分析与处理、过程通讯以及图形界面的软件组成的测控系统。灵活高效的软件能帮助用户创建完全自定义的用户界面，它把仪器生产厂家定义仪器功能的方式转变为由用户自己定义仪器功能，用户可根据测试的需求，编写软件定义自己的仪器功能。例如在仪器面板上显示采集信号在时域的波形，那么该仪器为虚拟示波器；如果在程序中对采集信号进行FFT变换，那么该仪器就是·虚拟频谱分析仪。虚拟仪器技术的四大优势I)性能高。虚拟仪器技术是在PC技术的基础上发展起来的，所以完全“继承” 了以现成即用的PC技术为主导的最新商业技术的优点，包括功能超卓的处理器和文件1/0，使得在数据高速导入磁盘的同时就能实时地进行复杂的数据分析，此外，不断发展的因特网和越来越快的计算机网络使得虚拟仪器技术展现其更强大的优势。2)扩展性强。这些软硬件工具使得工程师和科学家们不再圈囿于当前的技术中，得益于软件的灵活性，只需更新您的计算机或测量硬件，就能以最少的硬件投资和极少的、甚至无需软件上的升级即可改进您的整个系统。在利用最新科技的时候，您可以把它们集成到现有的测量设备，最终以较少的成本加速产品上市的时间。3)开发时间少。在驱动和应用两个层面上，NI高效的软件构架能与计算机、仪器仪表和通讯方面的最新技术结合在一起。设计这一软件构架的初衷就是为了方便用户的操作，同时还提供了灵活性和强大的功能，使您轻松地配置、创建、发布、维护和修改高性能、低成本的测量和控制解决方案。4)无缝集成。虚拟仪器技术从本质上说是一个集成的软硬件概念。随着产品在功能上不断地趋于复杂，工程师们通常需要集成多个测量设备来满足完整的测试需求，而连接和集成这些不同设备总是要耗费大量的时间。虚拟仪器软件平台为所有的I/O设备提供了标准的接口，帮助用户轻松地将多个测量设备集成到单个系统，减少了任务的复杂性。只有同时拥有高效的软件、模块化I/O硬件和用于集成的软硬件平台这三大组成部分，才能充分发挥虚拟仪器技术性能高、扩展性强、开发时间少以及出色的集成这四大优势。然而，虚拟仪器的组成也对虚拟仪器的发展造成了限制，高效的软件需要高性能的计算机处理，而性能越好的计算机意味着越庞大和昂贵，另外强大和可扩展的硬件平台也需要精心设计。因此，如何提出一种测量设备，以更低的成本充分发挥虚拟仪器技术的优势，实为目前急待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种算法开源的基于FPGA技术的手持式虚拟测试测量设备，以更低的成本充分发挥虚拟仪器技术的优势。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种算法开源的基于FPGA技术的手持式虚拟测试测量设备，其特征在于，所述算法开源的基于FPGA技术的手持式虚拟测试测量设备包括采集模块以及控制模块；其中，该采集模块包括采集单元，其具有供分别与不同待测设备连接的多个采集 接口，用于采集来自待测设备的数据；以及第一可配置处理单元，连接该采集单元，并用以提供预处理规则的配置，且对该采集单元所采集的数据按所配置的预处理规则进行处理，而形成待分析数据；且，该控制模块包括人机界面，用以提供参数的设定；第二可配置处理单元，其用以提供分析规则的配置；控制单元，分别连接该采集模块、该人机界面与该第二可配置处理单元，用于将通过人机界面所设定的参数传送予该第二可配置处理单元，且控制该第二可配置处理单元依据所配置的分析规则以及所设定的参数对该采集模块中的第一可配置处理单元所形成的待分析数据进行分析，而形成分析报告，并由该控制单元将该第二可配置处理单元所形成的分析报告予以输出；以及图像处理单元，分别连接该人机界面与该控制单元，并用以对该控制单元所输出的分析报告进行图像处理，而显示在该人机界面中。该采集模块还包括连接该第一可配置处理单元的第一传输接口，用以传输该待分析数据。而该控制模块还包括连接该控制单元且通过USB电缆连接该第一传输接口的第二传输接口，用以接收该第一传输接口所传输的该待分析数据至该控制单元。此外，在本技术的算法开源的基于FPGA技术的手持式虚拟测试测量设备的一实施例中，该控制模块还包括网络通信接口。该网络通信接口可例如为有线网口或无线网口。优选地，该采集模块以及该控制模块均为集成电路板。该采集单元还包括电源、参考电压发生器、波形发生器、示波器、电压表以及模数转换电路。第一可配置处理单元以及该第二可配置处理单元为现场可编程门阵列((Field Programmable Gate Array;FPGA)电路。该预处理规则为数据分类汇总或数据压缩。该分析规则为时域分析、频域分析、傅里叶变换或数据报表。该控制单元为支持Android系统的ARM (Advanced RISC Machines)芯片。该图像处理单元为ARM芯片。如上所述，本技术的算法开源的基于FPGA技术的手持式虚拟测试测量设备包括采集模块以及控制模块，并在该两个模块中使用具有可重复配置能力的第一可配置处理单元以及第二可配置处理单元，而将部分本由计算机处理的软件算法，交付例如FPGA的第一与第二可配置处理单元处理，大大解放了处理器负担，同时保持了虚拟仪器灵活、易于开发的特点，如此即能以相对现有技术更低的成本而充分发挥虚拟仪器技术的技术性能高、扩展性强、开发时间少以及出色的集成这四大优势，并且，在控制模块中采用人机界面作为人机交互平台，可以在上面运行Android系统，把虚拟测试测量设备手持化。附图说明图I显示为本技术的算法开源的基于FPGA技术的手持式虚拟测试测量设备的方块示意图。元件标号说明11采集模块111采集单元112第一可配置处理单元113第一传输接口13控制模块131人机界面132第二可配置处理单元133控制单元134图像处理单元135第二传输接口具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图I。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，遂图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图I所示，本技术提供一种算法开源的基于FPGA技术的手持式虚拟测试测量设备包括采集模块11以及控制模块13，且在本实施例中，该采集模块11以及该控制模块13均为集成电路板。以下即对本技术的算法开源的基于FPGA技术的手持式虚拟测试测量设备的各元件进行详细说明。该采集模块11是由采集单元111、第一可配置处理单元112以及第一传输接口113所构成。其中，该采集单元111具有供分别与不同的待测设备连接的多个采集接口，用于采集来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种算法开源的基于FPGA技术的手持式虚拟测试测量设备，其特征在于，所述测量设备包括：采集模块以及控制模块；其中，所述采集模块包括：采集单元，其具有供分别与不同待测设备连接的多个采集接口，用于采集来自待测设备的数据；以及第一可配置处理单元，连接所述采集单元，并用以提供预处理规则的配置，且对所述采集单元所采集的数据按所配置的预处理规则进行处理，而形成待分析数据；且，所述控制模块包括：人机界面，用以提供参数的设定；第二可配置处理单元，提供分析规则的配置；控制单元，分别连接所述采集模块、所述人机界面与所述第二可配置处理单元，用于将通过人机界面所设定的参数传送予所述第二可配置处理单元，且控制所述第二可配置处理单元依据所配置的分析规则以及所设定的参数对所述采集模块中的第一可配置处理单元所形成的待分析数据进行分析，而形成分析报告，并由所述控制单元将所述第二可配置处理单元所形成的分析报告予以输出；以及图像处理单元，分别连接所述人机界面与所述控制单元，并用以对所述控制单元所输出的分析报告进行图像处理，而显示在所述人机界面中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何宇童，赵峰，
申请(专利权)人：上海倍益酷电子科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：